Este documento apresenta o relatório de um diagnóstico técnico realizado para identificar possíveis falhas nos cabos elétricos de uma siderúrgica através de medições de descargas parciais. O relatório descreve as recomendações de manutenção para cada circuito analisado e conclui que a técnica permitiu prever ações futuras e desenvolver planos de manutenção baseados na condição dos cabos.

1. GERÊNCIA DE ENGENHARIA
OPERACIONAL E UTILIDADES
PARECER TÉCNICO
DATA: 26/07/2006
FOLHA : 01 /02
REVISÃO: A
2014
Sistema de Alimentação –
Cabos Elétricos
Diagnóstico de Falhas
Parecer Técnico

2. Engenharia de Manutenção Elétrica
Manutenção Central
PARECER TÉCNICO
DATA: 17/01/2014
FOLHA : 01 / 07
REVISÃO:
EMITENTE:
Alexandre Grossi
REGISTRO: CÓPIA COM:
Escopo
Analisar, identificar e determinar possíveis falhas nos cabos elétricos através de medições On-line
de descargas parciais realizadas em correspondência aos circuitos EV1, EV2, EV3, EV4, EV5 e
EV6.
Introdução
Este parecer visa apresentar o trabalho de diagnostico e posterior plano de manutenção preventiva
dos cabos de energia em média tensão (4,16 KV) na Aciaria, através do método de descargas
parciais. O diagnóstico realizado foi o subsídio necessário para o conhecimento do estado atual dos
circuitos e elaboração de planos de manutenção.
As medições de Descargas Parciais – DP (PD - do inglês Partial Discharges) são testes realizados
em diferentes tipos de equipamentos elétricos, como cabos, geradores, motores, a fim de avaliar o
estado do sistema isolante.
Estas medições permitem detectar a presença de defeitos devidos tanto a um processo de
degradação como a imperfeições na fabricação do sistema isolante.
Em comparação a outros testes dielétricos (isto é, a medição do fator de dissipação ou resistência
de isolamento) o caráter diferenciador das medições de descargas parciais é a localização de pontos
de degradação do sistema de isolação avaliado.
Recomendações
O diagnóstico é resumido por meio de uma lógica de semáforo
Onde o sistema é livre de descargas parciais (Alarme Verde), sugere-se repetir as medições após
um ano a fim de se verificar o estado geral do sistema e se observar a possível presença de novos
fenômenos de descargas parciais.
Onde descargas parciais foram detectadas (alarme amarelo), recomenda-se repetir as medições
dentro de um intervalo de 06 meses a fim de se avaliar a amplitude e taxa de repetição das
tendências das atividades de DP e planejar uma manutenção baseada na condição (Condition Based
Maintenance).
Nos circuitos alimentadores EV1, EV2 foram detectadas descargas corona e distúrbios com alta
amplitude. Sugere-se estender as medições aos demais circuitos e cubículos destes alimentadores a
fim de se localizar a origem dos fenômenos.

3. Engenharia de Manutenção Elétrica
Manutenção Central
PARECER TÉCNICO
DATA: 17/01/2014
FOLHA : 02 / 07
REVISÃO:
EMITENTE:
Alexandre Grossi
REGISTRO: CÓPIA COM:
Nos circuitos alimentadores da Sala Elétrica 1 – EV1, EV2 e EV3 recomenda-se a realização de
ensaio off-line complementar, em que cada cabo pode ser testado individualmente e verificadas as
tensões de início e extinção das descargas (PDIV e PDEV), caso existam.
No alimentador EV2 sugere-se inspecionar a emenda existente na fase R e também verificar a
continuidade da blindagem metálica do cabo.
Características da Técnica proposta
Descarga parcial é uma descarga elétrica que ocorre numa região do espaço sujeita a um campo
elétrico, cujo caminho condutor formado pela descarga não une os dois eletrodos de forma
completa. Podem ser classificadas como: PD interna, PD superficial ou PD corona.
No processo de fabricação de um cabo, o aparecimento de bolhas ou vazios se dá por causas
distintas, que dependem da natureza do material na maioria dos casos. Para o caso dos
termoplásticos sua falha pode ocorrer na presença de ar no processo de injeção do polímero. Já nos
termofixos a falha se justifica no processo químico de cura do elemento isolante.
Em ambos os casos o surgimento destas falhas ou bolhas leva a uma baixa rigidez dielétrica neste
ponto localizado, permite uma acentuada solicitação elétrica, levando a sua ruptura por estresse
elétrico. Como todo o cabo está submetido ao mesmo gradiente de tensão da isolação, neste ponto
localizado surge uma descarga elétrica denominada descarga parcial (PD - do inglês Partial
Discharges).
Em comparação a outros testes dielétricos (isto é, a medição do fator de dissipação ou resistência
de isolamento) o caráter diferenciador das medições de descargas parciais é a localização de pontos
localizados de degradação do sistema de isolação avaliado.
A identificação de defeitos é realizada por um sistema de inferência fuzzy que processa os
marcadores para estimar a natureza do defeito subjacente. Este reconhece defeitos pertencentes à
macro-categorias, como DP interna, DP superficial e DP corona.
A opção da técnica de descargas parciais é um indicativo de intervenção através de uma
manutenção baseada na condição. Sendo assim a análise dos resultados amarelos faz-se através
de uma tendência da evolução da DP. Neste caso é necessário realizar uma segunda medição para
avaliar a Tendência ou Taxa de Incremento da DP. Esta tendência deve ser analisar de acordo com
a figura 1.
Figura 1: Avaliação de tendências após segunda medição

4. Engenharia de Manutenção Elétrica
Manutenção Central
PARECER TÉCNICO
DATA: 17/01/2014
FOLHA : 03 / 07
REVISÃO:
EMITENTE:
Alexandre Grossi
REGISTRO: CÓPIA COM:
Desenvolvimento
A rede de alimentação analisada encontra-se situada na empresa, ramo siderúrgico, mais
precisamente na Aciaria. É nesta etapa do processo onde ocorre o refinamento do gusa, e
conseguinte a obtenção do aço.
Seu sistema elétrico analisado é composto de 6 painéis de média tensão divididos em EV1, EV2,
EV3, EV4, EV5 e EV6 com tensão e freqüências nominais em 4,16kV e 60Hz. A este sistema temos
cargas como lingotamentos, responsáveis pela solidificação do aço; pontes rolantes, para transporte
de cargas líquidas; convertedores, formados por fornos refratários responsáveis pela transformação
do gusa em aço; além de cargas de iluminação, no-breaks, fornos-panela, máquinas de solda entre
outros.
O trabalho foi executado através da técnica online em agosto de 2013. Optou-se por esta ferramenta
devido à ausência de um sinal externo necessário a aplicação da técnica offline. Para o caso em
questão seria necessária uma fonte externa de potência adequada para geração de um sinal oriundo
desta fonte.
Os cabos de alimentação dos painéis e suas características são apresentados na tabela 1. Na
maioria deles sua vida útil estimada gira em torno de 27 anos, evidenciando assim início de
depreciação do mesmo.
Tab. 1: Características elétricas dos cabos
Os cabos analisados foram os responsáveis pela alimentação de cada painel sem levar em contar os
cabos de interligação. A justificativa é que os cabos de interligação não são solicitados com
freqüência, não sofrendo, portanto situações de estresse que levariam a falhas por DP’s
Os diagramas esquemáticos dos alimentadores para cada circuito testado estão representados no
diagrama 1. Aqui está sendo representado somente o EV1, mas os demais seguem a mesma
configuração.

5. Engenharia de Manutenção Elétrica
Manutenção Central
PARECER TÉCNICO
DATA: 17/01/2014
FOLHA : 04 / 07
REVISÃO:
EMITENTE:
Alexandre Grossi
REGISTRO: CÓPIA COM:
Diagrama 1: diagrama de montagem EV1, em carga
Os resultados conclusivos das medições são apresentados na tabela 2. Em um dado momento do
ensaio foi detectado a presença de uma descarga interna existente no alimentador EV2, Fase T,
cabo T3 mais precisamente próximo a uma emenda do cabo. Este resultado pode ser observado na
tabela 3.
Tab.2: Resultados conclusivos
Tab.3: Resultados conclusivos – presença de DP’s internas no alimentador EV2

6. Engenharia de Manutenção Elétrica
Manutenção Central
PARECER TÉCNICO
DATA: 17/01/2014
FOLHA : 05 / 07
REVISÃO:
EMITENTE:
Alexandre Grossi
REGISTRO: CÓPIA COM:
A presença das DP pode ser observada nos gráficos da figura 2.
Figura 2: Análise dos dados referente à Fase T – EV2 – cabo 1, Descargas internas.
Notou-se ainda a presença de descargas corona. Essas normalmente surgem por fontes externas
como equipamentos adjacentes como motores, painéis, disjuntores entre outros. Estas observações
são detalhadas na tabela 4 e na figura 3 (referência).
Tab.4: Resultados conclusivos – presença de DP’s corona nos alimentados EV1 e EV2

7. Engenharia de Manutenção Elétrica
Manutenção Central
PARECER TÉCNICO
DATA: 17/01/2014
FOLHA : 06 / 07
REVISÃO:
EMITENTE:
Alexandre Grossi
REGISTRO: CÓPIA COM:
Figura 3: Análise dos dados referente à Fase T – EV1 – cabo 2, Descargas corona.
Conclusões
Até o momento dentro da planta a única referência que a gestão de manutenção dispunha para
análise dos riscos operacionais junto às falhas em cabos elétricos seria a técnica de medição de
isolação. Por não ser uma técnica baseada em condição e também não conclusiva, várias falhas são
detectadas ao longo do tempo.
Com a aplicação da técnica foi possível predizer ações futuras para os cabos e assim elaborarmos
os planos de manutenção baseados em sua condição (planos CBM). Com isso o maior ganho foi a
possibilidade de mitigar o risco de falhas no cabo.
Outro ganho observado é a possibilidade de criação de rotas de manutenção, pois á técnica permite
ser realizada com equipamento energizado.
Ainda, com os resultados encontrados foi disponibilizado aquisição do equipamento. Dentro do
conceito de sinergia é possível atendimento as demais empresas do grupo e uma maior integração
da técnica.